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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片技術(shù)升級(jí)改造辦法的探討

2016-03-04 來(lái)源:云上的未來(lái) 瀏覽數(shù):1862


  后緣附近加裝格尼襟翼(GF)
  受翼型彎度、厚度和攻角等因素的影響,在有些翼型后緣附近的氣流能夠產(chǎn)生一定程度的分離流動(dòng),造成升力曲線也會(huì)有所降低,如圖5所示。
  為了控制翼型后緣的流動(dòng)情況,國(guó)內(nèi)外在上世紀(jì)末就開(kāi)始了格林襟翼在風(fēng)電機(jī)組上的應(yīng)用性研究(如圖6后緣加裝了格林襟翼),并且取得了一些成果:文獻(xiàn)[5]對(duì)NACA0015、NACA0020等翼型加裝了不同高度格林襟翼進(jìn)行試驗(yàn),證明了加裝格林襟翼的葉片后緣表面流動(dòng)減少分離和提高效率確實(shí)是有明顯效果的。文獻(xiàn)[6-8]從試驗(yàn)和計(jì)算角度證明了風(fēng)電機(jī)組葉片加裝合適高度的襟翼能夠提高升阻比,提高機(jī)組的氣動(dòng)性能。
  圖7所示為不同襟翼高度下(右圖比左圖的襟翼高度相對(duì)要高)的翼型后緣的流動(dòng)情況,在襟翼前方一個(gè)渦,在其后方產(chǎn)生一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的尾流區(qū),內(nèi)有兩個(gè)反向渦。襟翼的存在增加了翼型的后緣的曲率,導(dǎo)致翼型吸力面后緣附件的流線向下彎曲,增大了翼型彎度,使得升力增大。由于襟翼的高度很小,位于邊界層之內(nèi),受粘性的影響,使得襟翼之后形成穩(wěn)定的分離泡,該分離泡對(duì)翼型的尾流有一個(gè)壓縮的作用,尾流區(qū)變小,進(jìn)而阻力減小。
  其它技改方法
  除了以上論述在翼型的前緣和后緣加裝渦流發(fā)生器和格林襟翼有助于改善葉片的氣動(dòng)性能的方法以外,目前還存在多種方法有益于改善的氣動(dòng)性能,增加葉片的做功能力。如:
  (1)葉片尖部由直葉尖改為上翻形式的葉尖(如圖8所示),此形狀有利于改善渦的產(chǎn)生和發(fā)展,提高葉片氣動(dòng)性能和降低噪音。
  (2)對(duì)葉片根部的圓柱端進(jìn)行修型處理。葉片內(nèi)外圈翼型選型設(shè)計(jì)時(shí),內(nèi)圈即靠近葉根的部分內(nèi)部區(qū)域主要是以結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)為主,而在外圈靠近葉尖的區(qū)域則是以氣動(dòng)特性為主的翼型設(shè)計(jì)方案。為了增加葉片做功能力的有效長(zhǎng)度并且使得機(jī)艙頭部導(dǎo)流罩部位的空氣流動(dòng)自然繞流,在根部也有采用適當(dāng)?shù)摹⑩g后緣的翼型的方法,如圖9。應(yīng)當(dāng)注意這樣的葉根設(shè)計(jì)方法雖然增加了葉片做功能力但是無(wú)疑增加葉片本身的尤其是葉片根部的載荷,所以對(duì)葉根連接螺栓等部位的強(qiáng)度校核是必不可少的。
  (3)機(jī)組的發(fā)電量與風(fēng)輪的掃風(fēng)面積成正比,即與風(fēng)輪直徑的平方成正比,簡(jiǎn)而易行的辦法就是加長(zhǎng)葉片的長(zhǎng)度。國(guó)內(nèi)已有1.5MW機(jī)組的77機(jī)型采用直接換掉改為82機(jī)型的事例(直接將37.5米葉片更換為40.25米的葉片)。為了降低成本,圖10是采用了在葉片尖部加長(zhǎng)來(lái)提高發(fā)電量的辦法。
  結(jié)論
  本文針對(duì)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展的幾種葉片技改辦法進(jìn)行了闡述,從上述的闡述得出如下的結(jié)論:
  (1)葉片翼型的前緣和后緣加裝渦流發(fā)生器和格林襟翼,如果安裝位置、高度和角度等參數(shù)大小選取合適,可以增加翼型的升阻比,改善表面的流動(dòng);
  (2)葉片尖部形式的改變(類似加小翼)有利于改善葉片尖渦的產(chǎn)生和發(fā)展,提高葉片氣動(dòng)系能;
  (3)葉片根部適當(dāng)延長(zhǎng)的翼型和加長(zhǎng)葉片都有助于增加葉片做功的有效長(zhǎng)度,增加出力;

標(biāo)簽:

葉片 風(fēng)電機(jī)組
閱讀上文 >> 風(fēng)電葉片監(jiān)造質(zhì)量控制
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